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船用螺旋桨的激振力

日期:2015-09-27

摘要:船用螺旋桨的激振力

船用螺旋桨激起扭转振动的干扰力的发生机构一般分两类,其一是所谓表面力,其二称为轴承力。表面力是由螺旋桨叶片在水中旋转所发生的水压变动而作用于其近旁船体表面上的力。表面力的单振幅一般可用下式计算:Fs=0.358G·(KN/nDp)

式中:Fs——表面力的单振幅(吨);

小草免费高清在线视频N——轴功率(马力);

n——螺旋桨转速(转/分);

Dp——螺旋桨直径(米);

小草免费高清在线视频G——无因次系数,=60p/KqρnDp4;

p——水压变动的振幅;

Kq——扭矩系数;

ρ——水的密度;

K——由叶片数及螺旋桨顶部间隙决定的系数。

这个干扰力一般有下列几点特征:

1) 干扰力由叶频(轴转速X螺旋桨叶片数)及其整数倍的高频波所组成,但一般以叶频的成分为最大,高频成分则随频率增加而减小。

2) 螺旋桨叶片数俞多,引起振动的干扰力俞小。

3) 船体表面离螺旋桨愈远,所受变动的水压力愈小。

4) 空泡将使干扰力增加。

小草免费高清在线视频螺旋桨干扰力发生机构的另一方面称为轴承力。由于螺旋桨在水中旋转工作时,船体后面的伴流不是一个环,因而螺旋桨转一转,各叶片所受到的推力及阻力等流体力是变化的,这个变化力通过螺旋桨轴传到主轴承和推力轴承,再由主轴承及推力轴承传到船体上。对于一般的单轴船,在螺旋桨圆内相对螺旋桨的水的流入速度上下慢而左右快。所以只需考虑螺旋桨的一只叶片所受流体力的情况。

螺旋桨的转速大致是一定的。各叶片承受力的这种性质,决定了不同叶片数的螺旋桨所产生的干扰力就有显著的不同。对于偶数叶片的螺旋桨而言,一只叶片通过顶部时,其反侧的叶片必定通过底部,推力及扭矩就增大;而如左下那样位置时,推力及扭矩又会减小,所以,推力及扭矩的变动大。与此相反,对于奇数叶片螺旋桨来说,当一只叶片通过顶部时,在底部,是叶片与叶片中间,所以上部推力大而底部小;当一只叶片通过底部时则情况相反。所以,奇数叶片的推力及扭矩变动小。